GLT-1激动剂头孢曲松钠抗CCI大鼠慢性神经病理性痛的作用

论文摘要

目的谷氨酸是中枢神经系统中最主要的兴奋性神经递质,参与脊髓水平伤害性信息的传递及痛觉过敏的形成。由于胞外没有谷氨酸代谢酶,细胞外谷氨酸的稳态主要由中枢神经系统的高效性谷氨酸转运体来调节。目前已克隆出五种高亲和力谷氨酸转运体,包括GLAST（EAAT1）、GLT-1 （EAAT2）、EAAC1（EAAT3）、EAAT4和EAAT5。研究表明,谷氨酸转运体亚型GLT-1（glial glutamate transporter）参与病理性痛和痛过敏。例如,在坐骨神经慢性结扎损伤（chronic constriction injury,CCI）以及吗啡耐受大鼠模型中,脊髓后角的GLT-1表达下调介导了自发痛和痛觉过敏。应用谷氨酸转运体摄取促进剂利鲁唑后,减轻了痛和痛过敏,而应用谷氨酸转运体的抑制剂L-transpyrrolidine- 2-4-dicarboxylate（PDC）则增强了大鼠对疼痛的敏感性。这些研究结果提示增强GLT-1的表达和功能则可以产生抗伤害性作用,而阻断GLT-1的表达和功能则增强了痛觉过敏。由此可见,调制GLT-1有可能成为慢性神经病理性疼痛治疗的新位点。目前已有的GLT-1促进剂的特异性较差,且作用较复杂。因此,更特异性的GLT-1促进剂的发现可为证明上述设想提供可能。2005年Rothstein等在《Nature》上报道,β-内酰胺类抗生素可以特异性的增加GLT-1的表达和对谷氨酸的摄取。因此,我们推测β-内酰胺类抗生素可能会对疼痛过程产生影响。为证实这一设想,本实验观察β-内酰胺类抗生素头孢曲松钠（Ceftriaxone,Cef）对CCI导致的慢性神经病理性痛过敏的影响,并应用免疫组化和Western blot等方法检测大鼠脊髓后角GLT-1表达的变化,为阐明GLT-1在神经病理性痛中的作用提供依据,并为临床上该类疼痛的防治提供新的线索和思路。方法雄性Sprague-Dawley大鼠90只,体重280±20克,随机分为以下4组:Sham组:仅暴露坐骨神经而不进行结扎处理,于术前1天,术后第1天、3天、5天、7天、9天、11天和14天测定热缩足反射潜伏期和机械缩足反射阈值;CCI 14天组:行右侧坐骨神经CCI,其它步骤同Sham组;另设CCI 1天组、CCI 4天组和CCI 7天组,观察CCI后GLT-1表达的动态变化;Cef预防组:于CCI后当天开始腹腔注射Ce（f200 mg/kg）,每日一次,共注射7次。于CCI术前1天、术后第1天、3天、5天和7天观察热缩足反射潜伏期、机械缩足反射阈值的变化;另设腹腔注射NS组作为对照;Cef治疗组:于CCI后第7天开始腹腔注射Cef（200 mg/kg）,每日一次,共注射7次,其它同Sham组;另设腹腔注射NS组作为对照;上述各组在完成上述预定实验程序后,将动物断头取材,应用免疫组化和Western blot技术观察脊髓后角GLT-1表达的变化。结果Sham组大鼠手术侧后肢热缩足反射潜伏期和机械缩足反射阈值在所观测的14天内均无明显的变化。CCI诱导大鼠产生了热和机械性痛敏,表现为大鼠CCI后第3天CCI侧后肢热缩足反射潜伏期和机械缩足反射阈值开始下降（P<0.05）,CCI后第5天和第7天分别下降到基础值的55%和20%左右,达最低值,持续到所测试的第14天。腹腔注射NS对CCI诱导的热和机械性痛敏无影响。而Cef预防组大鼠CCI侧后肢热缩足反射潜伏期于CCI后第5天、第7天同NS对照组以及CCI组相比明显延长（P<0.05）,机械缩足反射阈值于术后第7天同NS对照组相比明显升高（P<0.05）;Cef治疗组大鼠CCI侧后肢热缩足反射潜伏期在术后第11天、第14天同NS对照组以及CCI组相比明显延长（P<0.05）,机械缩足反射阈值于术后第14天同NS对照组相比明显升高（P<0.05）。免疫组化检测发现,在Sham组大鼠脊髓后角各层均可见棕黄色GLT-1的免疫反应颗粒,染色较浅,左右两侧无明显差异。CCI后脊髓后角GLT-1表达出现双向性变化,CCI后第1天和第4天脊髓后角浅层GLT-1的表达显著增强,表现为积分光密度（integral optical density,IOD）、平均光密度（average optical density,AOD）、染色面积值的升高（P<0.05）。CCI后第7天和第14天脊髓后角浅层GLT-1的表达下降。NS对照组GLT-1的表达同CCI 7天组和CCI 14天组相比无明显变化,而Cef预防组和Cef治疗组分别抑制和逆转了GLT-1在CCI后期表达的降低,表现为IOD、AOD、染色面积值的升高（P<0.05）。Western blot分析发现,在Sham组大鼠,可见脊髓后角GLT-1蛋白的表达。CCI后脊髓后角GLT-1的蛋白表达出现双向性变化,与Sham组相比,CCI后第1天和第4天脊髓后角GLT-1的表达显著升高,表现为GLT-1与β-actin的IOD值的比值升高（P<0.05）。CCI后第7天和第14天脊髓后角GLT-1的表达下降。NS对照组GLT-1的表达同CCI 7天组和CCI 14天组相比无明显变化,而Cef预防组和Cef治疗组分别抑制和逆转了GLT-1在CCI后期表达的降低,表现为GLT-1与β-actin的IOD值比值的升高（P<0.05）。结论CCI后大鼠产生热和机械性痛觉过敏,导致CCI后期脊髓后角GLT-1表达下调。应用GLT-1的特异性激动剂Cef后减轻了CCI诱导的痛觉过敏,并且抑制和逆转了CCI后期脊髓后角GLT-1表达的下降。以上结果提示Cef可通过上调GLT-1的表达对慢性神经病理性痛起到预防和治疗作用。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 研究论文 GLT-1 激动剂头孢曲松钠抗CCI 大鼠慢性神经病理性痛的作用
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 附图
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 综述 谷氨酸转运体及其在病理性疼痛中的作用
• 致谢
• 个人简历